废气生物过滤系统填料层热迁移数值模拟

参考多孔介质体积平均模型和三参数模型.以多孔介质能量守恒方程为基础,建立了废气生物过滤填料层热迁移的数学模型,采用Galerkin有限元法对模型进行一维数值计算.结果表明,填料层热迁移模型计算结果与实验一致,且两者值也基本相符.填料层热迁移与气流特性.生物代谢产能及介质导热特性相关.介质导热性能增强、气流温度和污染物浓度增加、生物代谢产能增大,填料层的热迁移速率提高;气流流速增大,同一时刻沿轴向各填料层热迁移速率降低.     

填料初始湿度对气态乙酸乙酯生物过滤的影响

以堆肥 珍珠岩作为生物过滤器填料 ,研究了填料初始湿度对去除气态乙酸乙酯的影响 .当进气乙酸乙酯负荷为 2 65—376g (m3·h)时 ,通过 1 2 3h的运行实验 ,发现初始湿度低至 30 % (以重量计 )的填料对乙酸乙酯去除能力较低 ,达到稳定运行状态需要较长时间 .而初始湿度较高的填料 (40 %— 70 % )去除乙酸乙酯能力较强 ,可以较快达到稳定运行状态 ,在稳定状态时对乙酸乙酯的去除率较高 .初始湿度高至 70 %的填料不利于实际操作 .在初始湿度高的填料中 ,微生物细胞总数以及细菌和霉菌数量较多 ,酵母菌和放线菌的含量较少 .填料的初始湿度为 40 %— 60 %比较适宜     

生物过滤填料层的温湿度场分布

为了优化生物过滤(BF)废气处理系统的结构设计和参数控制,实验研究了BF系统净化H2S模拟废气过程中填料层的温湿度场分布规律,考察了填料层湿度与废气温度的耦合关系及H2S浓度沿填料层的轴向分布.实验结果表明,BF系统底部通人模拟废气后,填料温度开始上升,且下层温升幅度明显大于上层,温升现象自下而上逐步推移,运行12d后形成上高下低的轴向温度梯度;由于壁面热传导效应,填料层内形成由轴心向两侧降低的径向温度梯度.下层填料的湿份迁移速率明显大于上层填料,最终形成上高下低的湿度梯度;填料层湿度随废气进气温度升高,以指数方式减小.H2S浓度沿轴向自下而上逐渐降低,并随系统运行时间延长,轴向各点H2S浓度逐渐增大.     

基于甘蔗渣为填料的生物过滤塔去除甲苯有机废气

选取甲苯为代表物,分别以甘蔗渣/蘑菇堆肥/珊瑚砂/和甘蔗渣/蘑菇堆肥/珍珠岩为填料建立两个生物过滤塔,研究生物滤塔处理甲苯操作的最佳性能参数及影响因素。结果表明,在甲苯进口浓度约为1000mg/m3,气体塔内停留时间90s的条件下,两个生物过滤塔对甲苯的去除率可稳定维持在95%。系统稳定高效的运行周期为100-130天。在实验范围内,去除甲苯的反应近似于一级反应动力学反应。经过约200天的运行,含珍珠岩填料含水率从70%降到16%、pH从7.4降到4.9、压实速率0.04cm/d;含珊瑚砂填料使含水率维持约40%、pH维持7、压实速率0.02cm/d。选取合适径身比、有足够湿润进气有助于提高甲苯去除效果。     

气态污染物的生物净化技术及应用

生物法净化废气通常可分为生物洗涤,生物过滤及生物滴滤等几种形式,不同组成及浓度的废气有其各自合适的生物净化方式,与传统的吸收,吸附及焚烧法相比,生物法净化废气具有费用低,无二次污染等特点。     

废气生物净化用填料的研究进展

随着"大气十条"政策的出台和人们环保意识的逐渐增强,废气污染治理日益受到重视。生物净化技术是目前可生化废气处理中最常用的方法之一。填料在整个技术中起着关键作用,其理化性质直接影响着废气的净化效果。文章论述了生物法净化废气的机理,理想填料的基本特性要求,并分类介绍了国内外一些常用有机、无机、混合、复合填料的特征及其应用。针对现今废气处理用生物填料存在的易破碎、生物活性低及营养缓释性差等问题,提出未来新型填料的研究方向及发展趋势,并为生物法净化废气技术的推广应用提供技术支撑。     

有机污染土壤堆式热脱附过程中热湿迁移试验及数值模拟

堆式燃气热脱附技术因具有二次污染小、污染物去除率高和处理周期短等优势而得到快速发展. 土壤中的水分是影响堆体热修复过程中土壤升温的关键因素,然而其热湿迁移机理尚不明晰,工程设计主要依赖于实践经验. 该研究以山东省某污染场地的砂质壤土开展堆体热湿迁移试验,结合COMSOL仿真模拟,系统分析加热过程中土壤温度和湿度在竖直及水平方向上的变化规律. 结果表明:热源附近土壤水分呈逐渐升高并出现短暂峰值(高于初始值10.9%)后再下降的趋势,水分峰值随温度提高而升高;热源温度越高,土壤中水汽的对流和扩散作用愈加明显,当热源温度由50.0 ℃升至100 ℃时,监测点体积含水量下降率由4.50%升至27.2%,且水汽的浓度扩散机制在水分迁移过程中占主导作用;对于相同热源作用下,初始体积含水量较高的土壤具有相对较高的温度变化,温升过程中对流传热以及热传导的作用更显著,当初始体积含水量由0.0700 m3/m3升至0.160 m3/m3时,监测点的温度由37.1 ℃升至40.0 ℃,其中多孔基体间的热传导作用占主导. 研究显示,堆体热脱附过程中土壤水分迁移规律与土壤体积含水量、距热源的距离、热源温度有关,且多孔基体间的热传导是引起土壤升温的主要机制.      

层状非均质各向异性含水层中抽水井对污染物迁移影响数值模拟研究

为研究层状非均质含水层中渗流与污染物迁移问题,本文以大理冲洪积扇盆地典型层状非均质各向异性含水层为例,建立垂向剖面二维层状非均质各向异性含水层水文地质数值模型,利用MT3DMS溶质迁移模拟程序模拟分析抽水井抽水率、深度、位置不同条件下污染物迁移特征。结果表明,抽水率大小对污染物运移速率影响较大,深层抽水井对污染物运移影响较明显,透镜体的存在使污染物出现拖尾现象,弱透水层厚度使污染物运移时间延迟,且降低污染物浓度。     

入渗条件下土壤中磷离子迁移的数值模拟

针对土壤非均质，边界条件复杂、土壤水分动态变化而且溶质与土壤存在吸持反应的情况，建立了土壤二维对流－弥散溶质迁移的有限元模型，编写了计算机模拟程序。作为模型的初步应用，对４种不同性质的土壤，ＫＨ２ＰＯ４溶液一维水平入渗条件下的迁移进行了数值模拟。结果表明，模拟结果能够很好地与室内土柱实验结果吻合，该模型可以用于研究伴有吸持情况下土壤溶质的迁移规律。另外模拟与实验结果均表明，对于象磷这种与土壤强吸附     

生物过滤塔处理工业有机废气

选用生物载体作为反应器的填料,并利用沈阳北部污水处理厂的活性污泥对填料进行挂膜,由低到高通入工业有机气体进行驯化。在系统稳定后进行了生物过滤塔净化工业有机气体的实验研究。实验结果表明:入口气体浓度<25mg/m3时,有机废气的净化效率可保持在97%以上,当超过此值时,效率有明显下降。随着进口气体流量的增加,净化率逐渐下降,由入口流量为0.2m3/h时的97.2%下降到入口流量为0.8m3/h时的73.0%。湿度对净化率的影响较大,其中当湿度达到40%以上时,反应器有良好的去除效果。生物过滤塔的压降随着气体流量和填料高度的增加而增加。     

区域大气污染数值模拟方法研究

大气污染是一个区域性的环境污染问题,北京大气环境的质量与周边地区污染源的排放有密切关系.将气象模型高级区域预报系统(ARPS)与空气污染模型Models-3耦合进行模拟计算,从检验结果可以看出,模拟值与实测值有较好的一致性,表明该模式系统可以用来研究区域大气污染物传输及相互影响.模拟计算了2002年北京地区各季ρ(PM10)以及山西污染源对北京的贡献,结果表明,在特殊的天气条件下的典型时段,尤其是在西南风气流场控制下,山西污染源对北京空气质量有较大的影响.比较而言,夏季(8月)山西污染源的平均贡献率最大,约为15.44%;冬季(1月)最小,约为2.25%.表明控制北京大气污染不容忽视周边污染源的影响.      

京津冀地区重污染天气过程的污染气象条件数值模拟研究

通过采用全球再分析格点资料的统计分析和WRF中尺度数值模拟,从天气学和大气边界层气象学角度分析了2013年12月和2014年2月两次重污染过程中京津冀地区天气尺度大气停滞气象条件和大气污染扩散气象条件的特征及其作用,并根据WRF模式精细化模拟结果分析了太行山和燕山对京津冀地区城市大气污染形成的作用.研究结果表明,两次重污染天气过程中京津冀地区500 h Pa等压面上的平均风速均表现为明显的气候异常特征,500 h Pa平均风速较近10年同期分别下降了约30.8%和50.4%,大气停滞系数较近5年同期分别偏高10%和20%以上;京津冀地区发生严重污染时,WRF模式模拟的日平均混合层高度低于200 m,日平均地面10 m风速低于2 m·s-1,日平均通风量可降低到1000 m2·s-1以下,空气质量指数与日平均通风量成负相关,重污染期间的平均通风量比近5年同期平均通风量偏低29.3%~52.8%,这些不利于污染扩散的天气条件持续数日,导致了重污染天气的发生.此外,太行山对西风气流的阻挡是河北中南部地区大气污染加剧的一个重要原因,而当主导风向为偏南风时,偏南气流遇燕山后或转向回流、或爬坡,导致近地面风速减小,不利于污染物扩散,亦加剧了京津冀地区中南部城市的大气污染.     

包气带中85Sr迁移的浓度双峰分布数值模拟研究

为了深入研究核素在地质介质中的迁移规律，为低中放废物近地表处置环境安全评价提供依据，开展了在黄土包气带人工喷淋条件下，８５Ｓｒ、６０Ｃｏ和１３４Ｃｓ的加速迁移试验经过两年多的示踪试验，发现８５Ｓｒ在迁移过程中，出现了浓度双峰分布．用单一对流弥散数值模型无法解释这一现象．基于“８５Ｓｒ以两种化学形态迁移”的假设，采用两种不同的吸附参数进行数值计算．结果表明，数值模拟与试验结果拟合得较好，得出８５Ｓｒ的两种化学形态的分配系数分别介于４００－８００ｍＬ／ｇ和３０－６０ｍＬ／ｇ．     

填埋场释放气体运移数值模型及应用

以多也介质流体动力学理论为基础，在考虑填埋场内气体压力变化较小、相应气体密度变化小的情况下建立了填埋场释放气体运移数值模型。该模型具有适用范围广的特点，如边界形状任意、介质性质空间变化。模型中考虑了填埋场中介质含水量变化对气体运移的影响，利用本数值模型对无控制系统和有控制系统时释放气体运移进行了对比模拟分析，给出了有水平气体控制系统时的优化排气量并得出相庆的释放气体收集率，可为填埋场释放气体控制系     

生物法处理高浓度H2S废气的现场试验

生物法处理废气的现场中试研究可为工业放大装置的设计和运行提供依据.采用规模为18 m³/h的中试装置现场处理某制药厂污水站含H₂S浓度238.2～891.5 mg/m³的废气,研究对比了生物滤床(BF)和生物滴滤床(BTF)2种工艺对废气中H₂S的去除效果和运行情况.试验表明,当气体空床停留时间(EBRT)为28 s时,在上述浓度范围内,BF和BTF均可几乎完全去除废气中的H2S,且运行稳定;BF的去除率随进口浓度的增加而减小,当EBRT为15 s,进口浓度从243.6 mg/m³增加到584.1 mg/m3时,去除率从95.2%下降到86.3%;BTF的去除率受进口浓度变化的影响较小,当EBRT为9 s时,在试验的浓度范围内,去除率达95%以上;BF和BTF的最大去除负荷分别为138 g/(m³.h)和205 g/(m³·h).床内生物膜中的菌落分析表明,BTF和BF填料表面的微生物都以细菌为主,但前者微生物生长密度高于后者.因此,综合考虑去除性能和运行控制等因素,工业放大装置宜采用BTF工艺.     

生物滤床中一氧化氮的好氧去除过程研究

以美国Ultramet公司生产的Carbon-Foam为滤料,应用生物滤床处理NO模拟废气,研究了生物滤床在好氧条件下对NO的处理效果,并对NO去除过程的作用机理进行了探讨.研究结果表明,NO的去除效率随空床停留时间(EBRT)的增加而增加,在EBRT为6min、进口NO浓度为107.14mg.m-3时,NO去除效率为63%;随着进口浓度的提高,NO去除效率降低,而NO消除负荷增加.生物滤床中NO的去除过程由微生物硝化和化学氧化共同作用完成,其中以微生物硝化作用为主.化学氧化作用包括气相过程和液相过程2部分,当EBRT<4.6min时,液相中的化学氧化作用大于气相;当EBRT>4.6min时,气相中的化学氧化作用大于液相.当EBRT≤2min时,传质是NO去除过程的控制步骤,此时,微生物硝化作用和液相中的化学氧化作用均受传质过程控制.     

条缝型空气幕对抽油烟机污染控制的辅助作用

运用数值模拟和实验测试方法,研究了住宅厨房在油烟机和送风气幕作用下的气流流动、温度分布和污染物扩散机理,并通过CFD数值计算对比分析了射速在0~5m/s范围的空气幕对厨房污染物扩散的影响.结果表明,单独使用抽油烟机作为厨房排风系统无法有效地将烹饪产生的油烟快速排向室外.空气幕作为补风装置应用在厨房通风系统不仅可以降低厨房空气温度,提高人体热舒适,而且能合理组织气流流动,降低厨房污染物浓度.然而,当油烟机排风量一定时,空气幕射速并非与油烟机捕集效率成正比,而是存在着最佳设计风速,排风速率为5m/s的最佳空气幕射速为0.6m/s.当通过增加油烟机排风量来提高捕集效率时,应根据不同的排风量确认对应的空气幕射速.     

Numerical model of compressible gas flow in soil pollution control

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＬａｎｄｆｉｌｌｇａｓｗｉｌｌｂｅｇｅｎｅｒａｔｅｄａｆｔｅｒｏｎｅｙｅａｒｏｆｌａｎｄｆｉｌｌｉｎｇｏｆｍｕｎｉｃｉｐａｌｓｏｌｉｄｗａｓｔｅ .ＴｈｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｌａｎｄｆｉｌｌｇａｓａｒｅｍａｉｎｌｙＣＨ4 ,ＣＯ2 ,ｗｉｔｈａｄｄｉｔｉｏｎａｌｓｏｍｅｔｒａｃｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｓｓｕｃｈａｓＮ2 ,Ｈ2 ,Ｈ2 Ｓ ,ａｎｄｖｏｌａｔｉｌｅｏｒｇａｎｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄａｎｄｓｏｏｎ .Ｌａｎｄｆｉｌｌｇａｓｗｉｌｌｂｅａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄｉｎｔｈｅｌａｎｄｆｉｌ…